Твердотельные батареи лучше литий-ионных: эксперт объяснил, почему их не ставят в телефоны

Твердотельные аккумуляторы предлагают повышенную плотность энергии, улучшенную безопасность и более долгий срок службы по сравнению с литий-ионными. Редактор ZDNET Адриан Кингсли-Хьюз рассказал, почему же их до сих пор не устанавливают на iPhone или другие гаджеты.

Твердотельные аккумуляторы используют твердые электролиты (переносят электрический заряд между электродами) из сухих керамических материалов, в отличие от легковоспламеняющихся жидких растворителей в литий-ионных батареях. Негорючие твердые электролиты не только безопаснее, но и могут иметь значительно более высокую плотность энергии.

Твердотельные аккумуляторы заряжаются быстрее, чем аналогичные литий-ионные, и выдерживают больше циклов перезарядки. Таким образом они превосходят литий-ионные аккумуляторы почти во всех сферах, но их не спешат массово использовать.

Главная причина в стоимости. Литий-ионные аккумуляторы используются уже более 30 лет, и за это время человечество наладило массовое производство, выпуская миллиарды таких батарей в год. Только Apple продала в прошлом году около 250 миллионов iPhone, каждый из которых имеет литий-ионный аккумулятор.

В общем, мировой рынок смартфонов в прошлом году составил от 1,25 до 1,6 миллиарда, а к ним добавляются также ноутбуки, наушники, смарт-часы, портативные зарядные устройства, электронные сигареты. Современные электромобили имеют около 6000 литий-ионных элементов в каждом зарядном блоке.

Производственные процессы давно оптимизированы, а цепи поставок — хорошо отлажены, что в конечном итоге снижает стоимость. Твердотельные аккумуляторы еще не имеют такой развитой индустрии, к тому же более сложные в производстве, что увеличивает время изготовления.

Меньшее количество готовой продукции приводит к тому, что твердотельный аккумулятор будет в 3-4 раза дороже литий-ионного аналогичной емкости.

Твердотельные аккумуляторы также более чувствительны к вибрациям и немного разбухают во время использования. Это означает, что они пока не так надежны для использования в смартфонах или других гаджетах. Между тем, литий-ионные аккумуляторы сейчас настолько хороши во многих смыслах, что производители не спешат от них отказываться.

Вероятно, проблемы со временем будут решены. Эксперты отрасли говорят, что массовое производство твердотельных аккумуляторов ожидается в начале 2030-х годов, и тогда начнется постепенный переход на более новую технологию.

Недавно исследователи из Южной Кореи изобрели способ удешевить производство твердотельных батарей на 90% или даже больше. Им удалось это сделать благодаря многофункциональным веществам, которые предотвращают испарение лития.

Тем временем, в продаже уже есть твердотельный павербанк BMX SolidSafe 5K. Он оказался довольно эффективным и очень безопасным.